JPH0833143B2 - エンジンの制御装置 - Google Patents

エンジンの制御装置

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JPH0833143B2
JPH0833143B2 JP62040961A JP4096187A JPH0833143B2 JP H0833143 B2 JPH0833143 B2 JP H0833143B2 JP 62040961 A JP62040961 A JP 62040961A JP 4096187 A JP4096187 A JP 4096187A JP H0833143 B2 JPH0833143 B2 JP H0833143B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、自動車用エンジンの燃料噴射、点火時期
などをマイクロコンピュータを用いて制御し、特に演算
速度を短縮し、高速回転に対応できるようにしたエンジ
ンの制御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
自動車用エンジンの分野においては、排出ガス浄化、
燃費向上、運転性能向上を目的として、エンジンの燃料
噴射量や点火時期を電子的にマイクロコンピュータを用
いて精密に制御する方法が広く採用されており、その構
成および動作の実用例を第４図に示す。
この第４図において、１〜６はここでは図示していな
いエンジンの運転状態を検出するためのセンサ群で、回
転センサ１はエンジンの所定クランク角にてパルス状の
信号を発生する。
気筒識別センサ２はエンジンの所定のカムシヤフト回
転角度を検出するものであり、エアフローセンサ３はエ
ンジンの吸入空気量を検出するたとえばカルマン渦式や
ホツトワイヤ式で代表されるエアフローセンサである。
また、水温センサ４はエンジンの温度を検出するもの
であり、アイドルスイツチ５は運転者がアクセルペダル
から足を離したときに動作するものであり、エアコンデ
イシヨナ（以下、エアコンという）スイツチ６は車両に
設けられたエアコンの動作状態を示すものである。
これらの回転センサ１、気筒識別センサ２、エアフロ
ーセンサ３、水温センサ４、アイドルスイツチ５、エア
コンスイツチ６の各出力信号は入力回路７を通してマイ
クロコンピュータ８に入力されるようになつている。こ
の入力回路７は各センサの出力信号をレベル変換やフイ
ルタリングするためのものである。
マイクロコンピュータ８はこれら入力信号に基づい
て、燃料噴射量、点火時期、アイドル回転数制御（IS
C）アクチエータなどの制御量を演算するもので、その
内部構成を第５図に示す。
この第５図の82は入力ポート81からの各種入力信号を
読み込み、予めROM83に記憶された演算手順にしたがつ
て演算を実行するマイクロプロセツサ、84は演算時のデ
ータを一時的に記憶するRAM、85は回転センサ１のパル
ス周期を計測したり、第４図のインジエクタ10a〜10dの
駆動パルス幅を発生させるためのタイマである。
マイクロプロセツサ82の演算結果は出力ポート86に出
力するようになつている。この出力ポート86から出力さ
れるパルス信号は第４図の出力回路９で増幅され、イン
ジエクタ10a〜10dの駆動周期および駆動パルス幅が制御
され、さらに点火コイル11a,11bのオン，オフタイミン
グが制御される。
この例では、４気筒のエンジンに対してその各吸気管
に各１個のインジエクタが配設され、それぞれのインジ
エクタが独立に駆動されるようになつており、点火コイ
ルは４気筒のうち圧縮工程と排気工程が同位相となる二
つの気筒に対して各１個設けられ、２気筒同時に着火す
る方法を用いている。
エンジン制御の基本となる上記燃料量と点火時期の他
に、各種負荷条件や水温に対応してエンジンの吸入空気
量を制御するためのISCアクチエータ12の駆動パルスやE
GR量を制御するソレノイドバルブ13も同様にマイクロコ
ンピュータ８によつて制御される。
以上の構成により、第６図に示すフローチヤートにし
たがつて動作が行われる。この第６図において、ステツ
プS10で回転センサ１および気筒識別センサ２が発生す
るパルスNe,Nc（第７図（ｂ）の気筒識別信号）を読み
込み、ステツプS11でエアフローセンサ３の信号Qaを読
込んだ後、ステツプS12にて回転センサ１のパルス周期
を計測してエンジンの回転数Ｎを求め、１ストローク当
りの所要燃料量、すなわち基本燃料噴射パルス幅τ
０（＝Qa/N）を演算する。
次のステツプS13で、エンジンの温度を表わす水温セ
ンサ４の信号や、ここでは図示していない排出ガス成分
を検出する酸素センサや、大気圧センサなどの比較的変
化の緩やかな信号を読み込む。
次のステツプS14で、これらの入力信号に対応して予
めROM83に記憶された補正量（C1，C2，…）を読み出し
て、補間演算を行つて合計の補正係数Ｃ＝C1×C2×…を
求める。
次のステツプS15で既に演算した基本燃料噴射パルス
幅τ０に補正係数Ｃを乗じて、実際にインジエクタ10a
〜10dを駆動するパルス幅とする。
インジエクタ10a〜10dは第７図に示すように、エンジ
ンの回転、すなわち回転センサ１の信号（第７図
（ａ））をトリガ基準として、パルス幅τ（第７図
（ｃ））で駆動される。
次にステツプS16にて、エンジンの回転数Ｎとエンジ
ンの負荷状態（Qa/N）の二つのパラメータに対して予め
ROM83にマツプとして記憶された点火時期θを読み出
し、補間演算を行つて基本点火時期θ０を求める。
次に、ステツプS17でエンジンの温度やアイドル状態
の有無に対応して点火時期補正量θＣを算出し、ステツ
プS18で実際の点火時期、すなわち点火コイル11aまたは
11bの電流をしや断するタイミングを求める。
点火コイル11a,11bの通電開始のタイミングθｄは常
に（θ−θｄ）がほぼ一定時間となるように、つまり、
高回転になる程θｄ（位相角）が短かく制御される。
以上のステツプS10〜S18で燃料噴射と点火時期の制御
を実行した後、ステツプS19でISCアクチエータの制御量
をエアコン負荷のオン／オフ状態やエンジンの温度に基
づいて演算する。さらに必要に応じてEGRや吸気系の可
変バルブも制御される（ステツプS20）。
〔発明が解決しようとする問題点〕
従来のエンジンの制御装置は上記のように、燃料噴射
パルス幅や点火コイルのオン，オフ制御（第７図
（ｆ）、第７図（ｇ））、さらにアイドル回転制御用ア
クチエータなどすべての制御に必要な演算を一つのマイ
クロコンピュータ８で実行していた。
一般に、マイクロコンピュータによる演算は第７図に
示すごとく、回転信号（第７図（ａ））をトリガとして
噴射パルス幅の演算（第７図（ｃ））がt1時間で行わ
れ、その結果に基づいてインジエクタの駆動パルス幅τ
（第７図（ｄ））が決定される。
続いて、第７図（ｅ）に示すように点火時期をt2時間
で演算し、その結果は次の回転信号を基準として実際の
点火時期として用いられる。
さらに、アイドル回転数制御やEGR制御のための演算
が時間t3（第７図（ｈ））で行われる。これらの演算に
要する時間t1，t2，t3の合計値は数msecに達するが、４
気筒エンジンでは、6000rpmで回転信号周期（t0）が5ms
ec間隔となるため、演算時間は限界に近い値となつてお
り、7000〜9000rpmの高回転数に対応するのは困難であ
つた。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされた
もので、演算時間を短縮し、高回転数エンジンにも対応
できるエンジンの制御装置を得ることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
この発明に係るエンジンの制御装置は、１気筒または
２気筒に対して各１個ずつ設けられ多気筒エンジンの燃
料および点火のリアルタイム制御を行うマイクロコンピ
ュータを設けたものである。
〔作用〕
この発明においては、燃料、点火の制御のうち変化の
緩やかな補正信号や、アイドル回転数制御、EGR制御な
どを１個のマイクロコンピュータで集中的に行う。
〔実施例〕
以下、この発明のエンジンの制御装置の実施例につい
て図面に基づき説明する。第１図はその一実施例の全体
構成図である。この実施例では、４気筒４サイクルエン
ジンを対象としている。この第１図において、従来例と
して第４図で示した入力信号を発生する回転センサ１、
気筒識別センサ２、エアフローセンサ３、水温センサ
４、アイドルスイツチ５、エアコンスイツチ６、燃料を
噴射するインジエクタ10a〜10d、点火エネルギを発生す
る点火コイル11a,11b、ISCアクチエータ12、ソレノイド
バルブ13は第４図と同様である。
また、20は第１および第４気筒の燃料噴射と点火制御
を行うマイクロコンピュータであり、21は第２および第
３気筒の燃料噴射と点火制御を行うマイクロコンピュー
タである。
また、入力回路７の出力はマイクロコンピュータ20,2
1および22に出力するようになつている。マイクロコン
ピュータ22はマイクロコンピュータ20,21に燃料量およ
び点火時期の補正量を伝達するとともに、出力回路9cを
通してISCアクチエータ12やソレノイドバルブ13の制御
を司るもので、前述の各種センサの出力を入力回路７を
通して入力とする。
さらに、上記マイクロコンピュータ20,21の出力はそ
れぞれ出力回路9a,9bに出力するようになつており、こ
の出力回路9aの出力により、インジエクタ10a,10b、お
よび点火コイル11aを駆動するようになつている。
同様にして、出力回路9bの出力により、インジエクタ
10c,10dおよび点火コイル11bを駆動するようになつてい
る。各点火コイル11a,11bの２次コイルはそれぞれ点火
プラグに接続するようになつている。
次に、この発明の動作について説明する。マイクロコ
ンピュータ20〜22は第２図に示すフローチヤートにした
がつて動作する。この第２図の第１制御手段はマイクロ
コンピュータ20,21を意味し、第２制御手段はマイクロ
コンピュータ22を意味しており、マイクロコンピュータ
20,21は演算のタイミングが異なるのみで、演算内容は
同一なので、マイクロコンピュータを代表例としてその
動作を説明する。
なお、第２図中のステツプが同一番号のものはその演
算処理内容は従来例の第６図に示すものと同じである。
マイクロコンピュータ20は回転センサ１が発生するパ
ルス（第３図（ｂ））を読み込み、さらにこのマイクロ
コンピュータ20はステツプS10で回転信号Neを読み込み
（第３図（ａ））、ステツプS11で吸入空気量Qaを読み
込み、ステツプS12で基本燃料噴射パルス幅τ０を演算
し、マイクロコンピュータ22内でエンジン温度や酸素セ
ンサなどの変化の緩やかな入力情報にしたがつてステツ
プS13,S14で求められた燃料補正量ＣをステツプS14aで
読み込み、ステツプS15で第３図（ｃ）に示す燃料噴射
パルス幅τを演算する。
次に、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Qa/Nをパラメ
ータとして予めROMに設定されたマツプからデータを読
み出し、ステツプS16で補間演算を行つて基本点火時期
θ０を求める。
一方、マイクロコンピュータ22でエンジン温度などに
よる点火時期補正量をステツプS17で演算し、マイクロ
コンピュータ20はこの補正量をステツプS17aで読み込
み、ステツプS18で第３図（ｅ）のように実際の点火時
期θを求めるとともに、第３図（ｄ）のインジエクタの
駆動パルスを出力回路9aに出力する。
マイクロコンピュータ22はさらにステツプS19でアイ
ドル回転数制御の演算を、ステツプS20でEGR制御の演算
を、また必要に応じて他のアクチエータ制御や入力信号
の故障診断などを行う。マイクロコンピュータ21の動作
を示すタイムチヤートは第３図（ｇ）〜第３図（ｊ）に
示されており、これらは第３図（ｃ）から第３図（ｆ）
に対応している。
以上のようにマイクロコンピュータ20は第１および第
４気筒の燃料噴射および点火時期の制御を、マイクロコ
ンピュータ21は第２および第３気筒の燃料噴射および点
火時期の制御をそれぞれ分担しているので、第３図のタ
イムチヤートに示すごとく、それぞれの演算時間の合計
（t1＋t2）は従来例の演算時間の合計（t1＋t2＋t3）よ
り小さく、さらにこの発明では従来例とは異なり、演算
時間は回転信号周期t0の２倍まで許容できる。したがつ
て、演算処理は従来例に比して２倍以上の高速回転に対
応可能となる。
また、高速のリアルタイム処理を必要としない燃料
量、点火時期の緩やかに変化する補正量や、アイドル回
転数制御、EGR制御、故障診断などは１個のマイクロコ
ンピュータで集中的に演算処理するようにしているの
で、燃料と点火の高速制御を損なうことがない。
さらには、制御用マイコンが分散されているので、１
個が故障しても走行は可能であり、フエールセーフ上で
も有利である。
なお、より高速回転のエンジンに対応するためには各
気筒毎にマイクロコンピュータを設ければよい。
以上述べた実施例においては、４気筒エンジンを対象
としたが、６気筒エンジンや８気筒などの多気筒エンジ
ンに対しても２気筒分を一つの単位として１個のマイク
ロコンピュータで制御すれば、同様の効果が得られるこ
とは言うまでもない。
〔発明の効果〕
この発明は以上説明したとおり、各気筒エンジンの燃
料および点火のリアルタイム制御を１気筒または２気筒
に対し各１個マイクロコンピュータを設け、燃料、点火
制御のうちの緩やかな補正信号やアイドル回転数制御、
EGR制御を１個のマイクロコンピュータで集中的に行う
ようにしたので、演算時間を短縮でき、演算時間を回転
信号周期の２倍まで許容でき、演算処理を従来の２倍以
上の高速回転に対応できる。
さらに、燃料と点火の高速制御を損なうことがないば
かりか、１個のマイクロコンピュータが故障しても走行
が可能である。つまり、例えば第１制御手段は複数個あ
るので、この複数個の第１制御手段のうち１個が故障し
ても、故障していない残りの第１制御手段の制御下にあ
る気筒では燃料噴射量や点火時期は正常に演算されるの
で、この残りの第１制御手段にて制御される気筒で一応
は動力供給が続けられ、車両を修理工場などの目的地ま
で走行させることが可能となる。また第２制御手段が故
障した場合は補正量の演算ができなくなるが、この場合
にも第１制御手段で演算した燃料噴射量や点火時期が補
正できなくなるだけで一応は車両に動力を供給でき、上
記と同様、修理工場などの目的地まで走行させるにあた
っては大きな障害とならない。従ってフェールセーフ上
も有利である。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明のエンジンの制御装置の一実施例の全
体の構成を示すブロツク図、第２図は同上実施例の動作
の流れを示すフローチヤート、第３図は同上実施例の動
作を示すタイムチヤート、第４図は従来のエンジンの制
御装置のブロツク図、第５図は従来およびこの発明のエ
ンジンの制御装置におけるマイクロコンピュータの内部
構成図、第６図は従来のエンジンの制御装置の動作の流
れを示すフローチヤート、第７図は従来のエンジンの制
御装置の動作を示すタイムチヤートである。 １……回転センサ、２……気筒識別センサ、３……エア
フローセンサ、４……水温センサ、10a〜10d……インジ
エクタ、11a,11b……点火コイル、12……ISCアクチエー
タ、13……ソレノイドバルブ、20〜22……マイクロコン
ピュータ。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｐ 5/15

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】燃料および点火時期を電子的に制御する手
    段を備えた多気筒４サイクルエンジンにおいて、各気筒
    に気筒に対して独立にまたは圧縮工程と排気工程が同位
    相となる二つの気筒に対して配設された各１個の第１制
    御手段、この複数個の第１制御手段へ制御情報を送信す
    る第２制御手段とを備え上記第１制御手段はエンジンの
    回転信号とエンジンの負荷信号とから燃料噴射の基本量
    を演算する第１の演算手段、この第１の演算手段から得
    られる出力を上記第２制御手段の補正制御情報にしたが
    って補正演算する第２の演算手段、この第２演算手段の
    出力にしたがって燃料噴射弁を駆動制御する出力回路、
    エンジンの回転信号と負荷信号とから点火時期を演算す
    る第３の演算手段、この第３の演算手段から得られる出
    力を上記第２制御手段の補正制御情報にしたがって補正
    演算する第４の演算手段、この第４の演算手段で算出さ
    れた点火時期に基づいて点火コイルをオン、オフ制御す
    る第２の出力回路とを含みかつ上記第２制御手段はエン
    ジンの回転数、負荷状態、エンジンの温度、大気圧、酸
    素センサなどのパラメータのうち少なくとも一つ以上の
    パラメータから燃料の補正量および点火時期の補正量を
    演算する手段とを含むようにしたことを特徴とするエン
    ジンの制御装置。
  2. 【請求項２】第２制御手段は燃料噴射量、点火時期制御
    以外のエンジン制御としてアイドル回転数、排ガス再循
    環量、吸気バルブなどの制御を行なうことを特徴とする
    特許請求の範囲第１項記載のエンジンの制御装置。
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